中小水電“無人值班、少人值守”運(yùn)行模式探討

高家奇

(大唐四川發(fā)電有限公司，成都，610091)

1 引言

1.1 背景

電力行業(yè)對(duì)水電規(guī)模以單站裝機(jī)容量大小界定。一般認(rèn)為，單站容量5萬kW以下的為小型水電；單站容量5萬至30萬kW的為中型水電。就四川水電而言，除了金沙江、雅礱江、大渡河的“三江”基地外，基本都是以中小水電形式存在。

作為備受關(guān)注的可再生清潔能源，中小水電在21世紀(jì)初期十余年的快速發(fā)展過程中奠定了我國(guó)世界第一水電大國(guó)地位的基礎(chǔ)。但近年來，受多種因素影響，中小水電發(fā)展逐步放緩，特別是水電資源豐富的西南部分省區(qū)，明確原則上暫?；驎壕徶行∷姷暮藴?zhǔn)、建設(shè)及擴(kuò)容等相關(guān)工作。

面對(duì)嚴(yán)峻的發(fā)展形勢(shì)，以及普遍地處偏遠(yuǎn)、生產(chǎn)人員緊缺、經(jīng)營(yíng)狀況良莠不齊等現(xiàn)狀，已建成投運(yùn)的中小水電也同樣面臨著管理轉(zhuǎn)型的考驗(yàn)。本文以筆者所在公司管理的某流域中小水電群為例，探討中小水電“無人值班、少人值守”運(yùn)行模式。

1.2 示例概況

該中小水電群共3級(jí)電站，呈上下游梯級(jí)分布(本文按上下游順序簡(jiǎn)稱為甲、乙、丙電站)，位于四川省甘孜藏族自治州某縣境內(nèi)。電站均為引水式開發(fā)，具有日調(diào)節(jié)能力，分別裝有3臺(tái)混流式水電機(jī)組，單站容量在9萬kW至18萬kW不等。各電站位于海拔2700m至3100m的高原地區(qū)，地處偏遠(yuǎn)，工作、生活條件相對(duì)艱苦。

辦公生活營(yíng)地位于流域中游的乙電站附近，靠近縣城，距離上游甲電站廠房約25km，距離下游丙電站廠房約35km，車程約40min。近年來，已在營(yíng)地建設(shè)了流域集控中心，實(shí)現(xiàn)對(duì)3座電站的集控運(yùn)行。在此基礎(chǔ)上，逐步試行“無人值班、少人值守”的運(yùn)行管理模式。

2 基礎(chǔ)條件

2.1 管理模式

2.1.1 工作組織

實(shí)施“無人值班、少人值守”的運(yùn)行管理模式后，在電站現(xiàn)地不設(shè)置監(jiān)盤人員和固定運(yùn)維人員，僅設(shè)24h值守人員。按照“遠(yuǎn)程集控、少人值守、定期巡檢、集中維護(hù)”的原則，由集控中心、維護(hù)班組和電站值守人員共同負(fù)責(zé)日常生產(chǎn)工作。

集控中心具備遠(yuǎn)程運(yùn)行監(jiān)盤和操作功能，能夠?qū)﹄娬具h(yuǎn)程監(jiān)視、監(jiān)測(cè)、控制和管理。執(zhí)行電網(wǎng)調(diào)度機(jī)構(gòu)指令，監(jiān)視電站設(shè)備狀態(tài)和事件信息，按規(guī)程對(duì)異常信息進(jìn)行處理，并通知維護(hù)班組和電站值守人員。

各專業(yè)維護(hù)班組承擔(dān)集控中心和各電站的消缺及維護(hù)工作。

電站值守人員負(fù)責(zé)電站治安保衛(wèi)，電站信息報(bào)送、記錄，巡檢、簡(jiǎn)易定期工作，部分操作及應(yīng)急處置工作，協(xié)助消缺等工作，緊急情況下及時(shí)按規(guī)程或預(yù)案進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)急處置以防止事態(tài)擴(kuò)大。

圖1 生產(chǎn)系統(tǒng)組織機(jī)構(gòu)

2.1.2 制度完善

“無人值班、少人值守”模式有別于常規(guī)模式，在執(zhí)行常規(guī)管理制度、規(guī)程規(guī)范、應(yīng)急預(yù)案的基礎(chǔ)上，需針對(duì)性建立或完善相關(guān)制度，以適應(yīng)管理需要。主要有以下方面：

首先，應(yīng)明確集控中心、維護(hù)班組和電站值守人員的職責(zé)定位，厘清“兩票”管理等工作流程，做到精細(xì)化、標(biāo)準(zhǔn)化、清單化、流程化，避免職能交叉或銜接盲區(qū)隱患。

其次，應(yīng)完善現(xiàn)場(chǎng)定期工作標(biāo)準(zhǔn)。明確電站值守人員設(shè)備巡回及定期輪換工作的路線、項(xiàng)目、周期，定期開展日間巡視檢查和設(shè)備定期輪換試驗(yàn)，特殊情況或工作需要應(yīng)增加夜間巡檢。及時(shí)發(fā)現(xiàn)缺陷、隱患并匯報(bào)維護(hù)班組處理(或進(jìn)行緊急處理)。

再次，至少應(yīng)編制應(yīng)急值守管理、應(yīng)急交通管理、應(yīng)急通信管理、廠區(qū)保衛(wèi)管理等制度。特別要明確規(guī)定電站值守人員活動(dòng)范圍，確保能正常、可靠接收相關(guān)報(bào)警信息，撥打、接聽移動(dòng)電話(對(duì)講機(jī)、衛(wèi)星電話)。

最后，要編制集控中心與電站通信中斷的應(yīng)急預(yù)案，確保在異常情況下快速切換至現(xiàn)地控制模式。同時(shí)，要在各類常規(guī)應(yīng)急預(yù)案中賦予電站值守負(fù)責(zé)人應(yīng)急撤離權(quán)限。

2.1.3 人員配置

集控中心設(shè)置6個(gè)運(yùn)行值，實(shí)行“四值三倒”模式，4個(gè)值在營(yíng)地集控中心倒班監(jiān)盤，剩余2個(gè)值輪換休假。班組定員根據(jù)集控機(jī)組數(shù)量等工作內(nèi)容配置。

維護(hù)班組設(shè)置機(jī)械、電氣等專業(yè)，根據(jù)各電站設(shè)備狀況、維護(hù)工作量、一線技術(shù)力量等配置班組人員，具備條件的可細(xì)化為電氣一次、繼保、自動(dòng)化等專業(yè)班組。

電站值守人員配置3～4人，在現(xiàn)場(chǎng)24h值守，定期輪換休假，并明確1人為值守負(fù)責(zé)人。值守負(fù)責(zé)人應(yīng)由具有電網(wǎng)調(diào)度機(jī)構(gòu)受令資格，且熟悉運(yùn)行和維護(hù)工作的人員擔(dān)任。

為提高生產(chǎn)人員技能水平，應(yīng)編制培訓(xùn)制度、制定針對(duì)性培訓(xùn)計(jì)劃，以提升電站值守人員、集控中心值班人員崗位技能為重點(diǎn)，加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)人員培訓(xùn)，打通工作落實(shí)的“最后一公里”。同時(shí)，可結(jié)合企業(yè)實(shí)際建立集控中心運(yùn)行值、維護(hù)班組與現(xiàn)場(chǎng)值守人員的動(dòng)態(tài)管理制度，定期進(jìn)行一定比例輪換，逐步培養(yǎng)一線生產(chǎn)人員具備發(fā)電運(yùn)行、設(shè)備維護(hù)等“一專多能”的綜合素質(zhì)，也可避免值守人員在偏遠(yuǎn)電站現(xiàn)場(chǎng)長(zhǎng)期工作生活，利于保持隊(duì)伍穩(wěn)定。

2.2 設(shè)備技術(shù)要求

“無人值班、少人值守”模式以設(shè)備為基礎(chǔ)，對(duì)設(shè)備自動(dòng)化程度及可靠性要求較高。正常狀態(tài)下設(shè)備能夠自動(dòng)運(yùn)行和工況轉(zhuǎn)換，遇有故障能夠自動(dòng)處理，不需現(xiàn)場(chǎng)人工即時(shí)干預(yù)。因水電站主輔機(jī)設(shè)備種類較多，宜制定專項(xiàng)細(xì)則逐一核查其在“無人值班、少人值守”模式下應(yīng)具備的技術(shù)要求，必要時(shí)必須進(jìn)行技術(shù)改造。在此，筆者認(rèn)為重點(diǎn)應(yīng)把握以下方面。

2.2.1 集控中心與電站現(xiàn)場(chǎng)正常聯(lián)動(dòng)

電站現(xiàn)場(chǎng)主輔設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)良好，全部運(yùn)行信號(hào)傳送至集控中心實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)方監(jiān)控；配置可靠穩(wěn)定的自動(dòng)裝置，能接受集控中心指令，根據(jù)預(yù)設(shè)條件和指令自動(dòng)調(diào)整設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，設(shè)備發(fā)生故障時(shí)能自動(dòng)處理。電站與集控中心之間的數(shù)據(jù)通信滿足兩條獨(dú)立鏈路通道要求。

2.2.2 可靠停機(jī)

集控中心應(yīng)具備遠(yuǎn)程事故停機(jī)功能，因通信中斷導(dǎo)致監(jiān)控失效時(shí)能自動(dòng)切換至現(xiàn)地監(jiān)控。

電站現(xiàn)場(chǎng)配置有完善的保護(hù)裝置和可靠電源，在緊急情況下能保證機(jī)組停機(jī)、停電、關(guān)閉進(jìn)水閘(閥)門。正常停機(jī)由監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，監(jiān)控系統(tǒng)或現(xiàn)地控制單元故障失效時(shí)可通過硬接線回路實(shí)現(xiàn)緊急停機(jī)(該停機(jī)回路電源應(yīng)與現(xiàn)地控制單元主控制器電源分開)。緊急停機(jī)硬接線回路應(yīng)包括機(jī)組過速、調(diào)速系統(tǒng)低油壓、進(jìn)水閘(閥)門系統(tǒng)低油壓、事故停機(jī)中導(dǎo)葉剪斷銷剪斷以及緊急停機(jī)按鈕。

2.2.3 其他主設(shè)備可靠性

電站現(xiàn)場(chǎng)調(diào)速系統(tǒng)具備遠(yuǎn)程和現(xiàn)地操作功能，設(shè)置主備通道，主用通道故障自動(dòng)切換至備用通道，滿足自動(dòng)和手動(dòng)方式啟機(jī)、停機(jī)和緊急停機(jī)；電站現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)采用“失電動(dòng)作”規(guī)則，在水輪發(fā)電機(jī)組的保護(hù)和控制回路電壓消失時(shí)，使相關(guān)保護(hù)和控制裝置能夠自動(dòng)動(dòng)作關(guān)閉機(jī)組導(dǎo)水機(jī)構(gòu)，事故配壓閥控制閥配置獨(dú)立電源，水機(jī)保護(hù)動(dòng)作應(yīng)直接啟動(dòng)緊急(事故)停機(jī)。

電站現(xiàn)場(chǎng)勵(lì)磁系統(tǒng)應(yīng)設(shè)置主備通道，電壓采集回路應(yīng)相互獨(dú)立，主用通道故障自動(dòng)切換至備用通道；系統(tǒng)功率柜冷卻風(fēng)扇應(yīng)能自動(dòng)啟停、電源宜冗余配置；滅磁開關(guān)跳閘回路應(yīng)設(shè)置兩路電源。

電站現(xiàn)場(chǎng)高壓斷路器、隔離開關(guān)應(yīng)具備遠(yuǎn)方操作功能，接地開關(guān)宜具備遠(yuǎn)程操作功能；斷路器、隔離開關(guān)、接地開關(guān)狀態(tài)應(yīng)使用分、合閘狀態(tài)雙接點(diǎn)信號(hào)并分別接入監(jiān)控系統(tǒng)；斷路器應(yīng)配置雙跳閘線圈，由兩路電源分別供電。

電站現(xiàn)場(chǎng)廠用電系統(tǒng)進(jìn)線及母聯(lián)斷路器應(yīng)具備遠(yuǎn)程分/合操作功能，系統(tǒng)配置備用電源自動(dòng)投入裝置且能遠(yuǎn)程監(jiān)視和投退切換，廠用電不同電源之間應(yīng)有防非同期合閘技術(shù)措施。

2.2.4 涉汛及消防設(shè)備可靠性

電站現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)水閘(閥)門應(yīng)具備遠(yuǎn)控功能，并設(shè)置獨(dú)立于監(jiān)控系統(tǒng)的關(guān)閉回路，且具備誤動(dòng)措施。泄水設(shè)施能夠?qū)崿F(xiàn)現(xiàn)地手動(dòng)操作，并具備遠(yuǎn)程控制功能。

防汛設(shè)備設(shè)施電源冗余配置，至少有一路外來電源或保安電源。水淹廠房保護(hù)應(yīng)設(shè)兩級(jí)保護(hù)，第一級(jí)報(bào)警、第二級(jí)動(dòng)作觸發(fā)機(jī)組停機(jī)，并關(guān)閉機(jī)組進(jìn)(出)水閘(閥)門。

電站現(xiàn)場(chǎng)排水泵應(yīng)滿足極端情況下的最大排水需要并留有余量，集水井水位和排水泵狀態(tài)信號(hào)應(yīng)送監(jiān)控系統(tǒng)；廠房集水井、排水泵出口應(yīng)設(shè)置防止尾水倒灌的技術(shù)措施。

電站現(xiàn)場(chǎng)消防設(shè)施、逃生自救設(shè)施配置齊全，火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警信號(hào)應(yīng)接入遠(yuǎn)程集控中心，系統(tǒng)應(yīng)與消防系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)。

2.3 應(yīng)急保障

各級(jí)生產(chǎn)人員應(yīng)加強(qiáng)應(yīng)急預(yù)案的演練，在緊急情況下，現(xiàn)場(chǎng)值守及維護(hù)人員應(yīng)急處理應(yīng)滿足“響應(yīng)及時(shí)、判斷準(zhǔn)確、處理得當(dāng)”的要求。

根據(jù)實(shí)際情況，宜在值守地點(diǎn)配置監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控終端、調(diào)度電話座機(jī)、衛(wèi)星電話、調(diào)度業(yè)務(wù)聯(lián)系等相關(guān)系統(tǒng)，確保與集控中心通訊中斷后快速切換至現(xiàn)地控制模式。具備條件的可設(shè)置On-call移動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)，設(shè)備主要故障訊息(如機(jī)組事故停機(jī)、集水井水位過高、主軸密封水流中斷等)應(yīng)通過短信等方式及時(shí)推送至值守人員。

電站值守人員應(yīng)隨身攜帶對(duì)講機(jī)、應(yīng)急專用移動(dòng)電話(手機(jī)、衛(wèi)星電話)等通信設(shè)備，亦可設(shè)置現(xiàn)場(chǎng)廣播系統(tǒng)，確保值守人員與集控中心、值守人員之間的通訊暢通。

電站現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)急撤離權(quán)限由電站值守負(fù)責(zé)人掌握，遇到突發(fā)情況(包括不限于廠房進(jìn)水達(dá)到應(yīng)急撤離水位線，廠區(qū)周邊發(fā)生泥石流、滑坡等地質(zhì)災(zāi)害，發(fā)生不可控制的火情、爆炸、外部沖突等事件等)按規(guī)定的應(yīng)急撤離要求及時(shí)撤離。

3 試行成效

通過試行“無人值班、少人值守”模式，近兩年來共減少電站現(xiàn)場(chǎng)的監(jiān)盤維護(hù)人員近20人，分流充實(shí)至維護(hù)班組或集控中心值。現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)人員大幅縮減，工作生活條件得以改善，專業(yè)化集中培訓(xùn)效果得到強(qiáng)化，提高了人員的使用效率和工作效率。逐步形成了以設(shè)備定期工作、設(shè)備狀態(tài)分析等為重點(diǎn)的生產(chǎn)模式，安全生產(chǎn)管理水平持續(xù)提升。

4 結(jié)語(yǔ)

實(shí)行中小水電“無人值班、少人值守”運(yùn)行模式，在一定程度上倒逼了設(shè)備自動(dòng)化水平提高，能最大限度減少現(xiàn)場(chǎng)工作人員數(shù)量，降低現(xiàn)場(chǎng)安全風(fēng)險(xiǎn)，有效集中整合了一線人力資源，提高生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)管理水平，也可有效保證生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的安全性和可靠性。同時(shí)，部分生產(chǎn)人員轉(zhuǎn)移至工作環(huán)境較好的地區(qū)開展工作，有效改善工作生活環(huán)境，極大提升生產(chǎn)一線職工幸福感。

后續(xù)可以結(jié)合企業(yè)實(shí)際，充分挖掘和利用集控中心運(yùn)行數(shù)據(jù)，強(qiáng)化設(shè)備運(yùn)行趨勢(shì)分析和故障預(yù)警功能，開展事故征兆預(yù)判；開展智能監(jiān)盤和遠(yuǎn)程巡檢，實(shí)現(xiàn)分層分級(jí)實(shí)時(shí)故障報(bào)警信息推送，依托工業(yè)電視監(jiān)控系統(tǒng)有效整合集控運(yùn)行巡屏、就地巡檢和設(shè)備點(diǎn)檢。利用高清攝像頭、電子圍欄、無人機(jī)等技術(shù)推進(jìn)送出設(shè)備、壩前壩后等重點(diǎn)設(shè)備設(shè)施的遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控，打造智慧型無人值守“關(guān)門電站”。